油茶花粉直感效应调控胚发育的细胞机制研究
批准号:
32060331
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
高超
依托单位:
学科分类:
木材物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
高超
中文摘要
油茶是我国重要的木本食用油料树种,在当前南方山区脱贫攻坚和乡村振兴产业发展中具有重要战略地位。申请人在生产中发现,不同油茶品种混栽混种、随意搭配导致油茶种实性状差异显著,产量参差不齐。课题组前期研究发现油茶存在花粉直感效应并观察到对种胚发育产生显著影响,进而初步提出“花粉直感效应可以调控油茶胚的发育”。本项目拟在前期研究基础上,应用组织切片、整体染色透明、光学和电子显微术、组织化学、免疫细胞化学定位等技术手段,从细胞学角度,在显微和超微水平比较研究不同授粉组合对胚发育的影响、胚发育的变化特点和规律,并将这些规律与发育过程中细胞内同期的关键生理活性物质进行定位关联分析,以阐明导致胚发育产生差异的关键时间节点、部位和细胞学原因,从而揭示油茶花粉直感效应调控胚发育的细胞学机制。本项目不仅可为解析油茶花粉直感效应分子机制奠定基础,而且在生产中指导品种配置、杂交育种等研究中也具有重要意义。
英文摘要
Camellia oleifera is an important cooking oil producing tree species in China that currently plays a strategic role in poverty alleviation and rural development in the mountainous regions of southern China. During production, the applicants found that both mixed cultivation of different C. oleifera cultivars, and random hybridization, led to significant differences in actual traits of C. oleifera and uneven yields. This previous research showed a xenia effect on C. oleifera, and we observed a significant effect on embryonic development. These combined factors lead to indicate that “the xenia effect can regulate embryonic development in C. oleifera.” Based on our preliminary research, we aim to apply techniques such as tissue sectioning, whole staining-clearing, optical and electron microscopy, histochemistry, and immunocytochemical localization to conduct comparative studies from a cytological perspective, at the microscopic and ultramicroscopic levels. These studies will help us understand how embryonic development is affected by various pollen combinations, as well as embryo development characteristics and patterns. We will explore the location of these patterns, and their correlation with key substances, which are physiologically active in the cell during development. This information will help to elucidate the key times, sites, and cytological factors that lead to variations in embryonic development, thereby revealing the cytological mechanisms that regulate this development by the xenia effect on C. oleifera. This study not only lays the foundation for further analysis of the molecular mechanism of xenia on C. oleifera pollen, but also for future research into cultivar arrangement and hybridization during production.
油茶是我国重要的木本食用油料树种,其生殖发育特性对产量和品质具有重要影响。本研究聚焦于油茶花粉直感效应及其对果实和种子发育的影响,旨在为油茶的性状调控和优良品种选育提供理论基础。通过对‘长林53号’、‘长林4号’和‘长林40号’三个贵州省主栽油茶品种的研究,基本揭示了花粉直感效应对油茶花粉管生长、坐果率、果实发育、胚发育以及基因和代谢表达的调控机制。研究结果表明:(1)三个油茶品种的果实发育特征存在显著差异,其中“长林53号”果实生长迅速,而‘长林4号’和‘长林40号’果实生长速度相对较慢。果实发育过程中,纵径始终大于横径,果形指数呈先上升后下降的趋势,种子含水率则呈下降趋势;(2)花粉直感效应对花粉管生长具有显著影响,“长林53号”自交授粉后花粉管生长迅速,而‘长林4号’和‘长林40号’花粉管生长缓慢,异交授粉花粉管则生长迅速;(3)不同授粉组合的坐果率差异显著,‘长林53号’自交坐果率最高,而‘长林4号’和‘长林40号’表现出较高的自交不亲和性;(4)花粉直感效应对果实发育和胚发育具有显著影响,异交授粉组合的果实和胚发育速度更快,且不同父本花粉来源对果实和胚发育的影响不同;(5)转录组分析发现,不同授粉组合的差异表达基因(DEGs)数量较多,且主要富集在苯丙素生物合成、类黄酮生物合成等代谢通路上。代谢组分析发现,不同授粉组合的差异代谢物(DAMs)数量较多,且主要富集在甘油磷脂代谢、亚油酸代谢等脂质代谢通路上。这些结果表明,脂质代谢在花粉直感效应下可能起核心作用,可能与细胞膜动态、能量储存或信号传导相关。本研究较系统探讨了油茶果实发育过程中花粉直感效应的影响,基本揭示了不同授粉组合对果实发育、胚发育以及种子转录组和代谢组的调控机制。这些结果为油茶育种和栽培提供了重要的理论依据和实践指导。
贵州低热河谷油茶核心种质构建及经济性状成分的全基因组关联研究
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批准号:32360404
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:32万元
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批准年份:2023
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负责人:高超
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依托单位:
油茶雄性不育株花药瓣化败育的细胞机理研究
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批准号:31800516
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2018
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负责人:高超
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依托单位:
国内基金
海外基金